第三章輸電線路的電流電壓保護(hù)1第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月Idz——保護(hù)的動作電流：繼電器的動作電流（可舉例說明）例題3-1P674、保護(hù)范圍,P143圖9-8:最大保護(hù)范圍——Lmax≥50%L最小保護(hù)范圍——Lmin≤15%L無意義5、優(yōu)點(diǎn)：動作迅速，簡單可靠缺點(diǎn)：不能保護(hù)線路全長，單獨(dú)使用不能作為主保護(hù)。6、原理接線：P58圖3-3根據(jù)歸總式原理圖畫出展開圖：先介紹歸總式原理圖、展開圖的特點(diǎn)。KM的作用：1）增大接點(diǎn)容量2）增大裝置動作時間（0.06～0.08s）第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3）防止管型避雷器放電（0.04～0.06s）誤動作QF輔助接點(diǎn)的作用：保護(hù)KM的接點(diǎn)。二、限時電流速斷保護(hù)（一）工作原理

1、特點(diǎn)：既能保護(hù)線路全長，又能快速切除故障，兼作瞬時電流速斷的后備。2、保護(hù)范圍：本線路全長及相鄰線路一部分（不超過相鄰線路瞬時電流速斷保護(hù)范圍）（二）動作電流及動作時限的整定：1、動作電流：1）>：2）不應(yīng)超出相鄰變壓器速斷保護(hù)區(qū)以外：取兩者中較大者。第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、動作時限：0.5s3、靈敏系數(shù)（比瞬時電流速斷保護(hù)高，可保護(hù)線路全長，但速動性差）（三）原理接線：P61圖3-5根據(jù)歸總式原理圖畫出展開圖瞬時電流速斷與限時電流速斷的配合分析各區(qū)段保護(hù)動作情況：AM、MB、BQ、QN結(jié)論：兩者配合，可在0.5s的短時間內(nèi)切除全線路范圍內(nèi)任何點(diǎn)短路故障——可作為線路的主保護(hù)例題3-1P67三、定時限過電流保護(hù)（一）工作原理正常時不應(yīng)該動作，短路時起動并以時間來保證動作的選擇性。第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）整定原則1、動作電流的整定：（1）按躲過被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流整定

（2）相鄰線路短路故障切除后保護(hù)能可靠返回 ——可靠系數(shù)，取1.15-1.25——電動機(jī)自起動系數(shù)，取1.5-3——返回系數(shù)，取0.85要特別注意的確定?？膳e例說明。2、動作時限的整定：按階梯原則整定——保證動作的選擇性，具有定時限特性，動作時限與流過電流大小無關(guān)。3、靈敏度：IOP小→Ksen高近后備——Ksen≥1.3-1.5遠(yuǎn)后備——Ksen≥1.2第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）保護(hù)范圍：作為本線路的后備保護(hù)（近后備），也可作為相鄰線路的后備保護(hù)（遠(yuǎn)后備）（四）原理接線：①采用電磁型繼電器構(gòu)成的定時限過電流保護(hù)組成：LJ、SJ、XJ、（ZJ）特點(diǎn)：短路點(diǎn)離電源越近的線路→Id↑→t↓，但同一條線路動作時限相同②采用感應(yīng)型電流繼電器構(gòu)成的反時限過電流保護(hù)。特點(diǎn)：接線簡單，但時限配合較困難被保護(hù)線路不同地點(diǎn)短路，動作時限不同可加快切除線路首端短路故障第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月組成：感應(yīng)型電流繼電器組合式帶有動作時限（Id↑→t↓）—替代SJ，接點(diǎn)容量大—替代ZJ，動作指示掉牌—替代XJ運(yùn)用：多用在電壓較低的配電網(wǎng)線路上和在電動機(jī)上（末級線路）四、電流保護(hù)接線方式（LJ線圈與LH二次線圈之間的連接方式）1、三相三繼電器接線（完全星形接線）P65圖2-15（1）特點(diǎn)：三只LJ接入各自相應(yīng)相別LH的二次側(cè)，兩星形中點(diǎn)連接——可反映各種類型短路（2）接線系數(shù)Kjx：繼電器線圈電流Ij與LH二次電流I2的比值Kjx=Ij/I2完全星形接線：Kjx=1第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）適用：大接地電流系統(tǒng)——相間短路保護(hù)（4）缺點(diǎn)：費(fèi)用高且小接地電流系統(tǒng)不適用例：兩條線路在不同相別發(fā)生接地且其保護(hù)動作時限相同——兩條線路會同時斷開，而小接地電流系統(tǒng)允許短時單相接地運(yùn)行2、兩相兩繼電器接線（不完全星形接線）P65圖2-16（1）特點(diǎn)：兩只LJ和兩只LH均接成不完全星形，兩中點(diǎn)之間有中線連接——可反映各種相間短路及B相除外的單相接地故障。（2）Kjx=1（3）適用：小接地電流系統(tǒng)——作為相間短路保護(hù)（4）各處保護(hù)裝置的LH必須裝設(shè)在同名相上第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月兩點(diǎn)接地時保護(hù)裝置動作情況：（設(shè)兩套保護(hù)動作時限相同）a、雙回線路保護(hù)裝置LH裝設(shè)在同名相A、C上XL-1故障相別AABBCCXL-2故障相別BCACABXL-1切除情況++--++XL-2切除情況-++++-停電線路數(shù)目121121其中：“+”為切除；“-”為不切除結(jié)論：2/3機(jī)會切除一個故障點(diǎn)；1/3機(jī)會切除兩個故障點(diǎn)第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月b、雙回線路保護(hù)裝置的LH，一條裝于A、C相，另一條裝于A、B相XL-1故障相別AABBCCXL-2故障相別BCACABXL-1切除情況++--++XL-2切除情況+-+-++停電線路數(shù)目211022結(jié)論：1/2機(jī)會切除兩個故障點(diǎn)；1/3機(jī)會切除一個故障點(diǎn)；1/6機(jī)會兩套保護(hù)均不動作第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）缺點(diǎn)：用于Y/Δ變壓器保護(hù)時，靈敏系數(shù)可能比完全星形接線小一半；輻射形電網(wǎng)兩段線路的兩點(diǎn)接地，可能造成非選擇性動作，P149，圖9-16（c）3、兩相三繼電器接線（不完全星形接線）（1）特點(diǎn)：回路比不完全星形接線多接一只繼電器（2）Kjx=1（對于Y/Δ-11變壓器保護(hù)，靈敏系數(shù)與完全星形接線相同）（3）適用：小接地電流系統(tǒng)——作為相間短路保護(hù)

第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月4、兩相單繼電器接線（兩相電流差接線）P66圖2-17（1）特點(diǎn)：一只繼電器，兩只LH反極性連接（2）缺點(diǎn)：a、短路形式不同，保護(hù)靈敏系數(shù)不同三相短路：Kjx=IJ=Ia兩相短路：A、CKjx=2

（A、C相裝LH）A、BKjx=1或b、在Y/Δ-11變壓器后發(fā)生兩相短路時，保護(hù)可能拒動例：Y/Δ-11變壓器，a、b短路（3）適用：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)小容量電動機(jī)保護(hù)——作為相間短路保護(hù)第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月5、零序分量保護(hù)接線（1）特點(diǎn)：三只LH二次側(cè)同極性相連，繼電器接于兩連接點(diǎn)之間（2）適用：110KV以上大接地電流系統(tǒng)——作為單相短路保護(hù)課堂練習(xí)：采用兩相兩繼電器接線畫出電流速斷保護(hù)原理接線圖五、三段式電流保護(hù)接線圖（P66圖3-12）1、對照圖3-12分析三段式電流保護(hù)的構(gòu)成、原理、動作過程。2、三段式電流保護(hù)整定計算實(shí)例P67例3-1。第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月七、電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)（一）母線殘余電壓（母線殘壓）發(fā)生短路故障時，系統(tǒng)電壓急劇下降，此時的母線電壓稱為殘余電壓UCy=IKZdl（與短路點(diǎn)位置及系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)）短路點(diǎn)越遠(yuǎn)，UCY↑；反之，UCY↓最大運(yùn)行方式，UCY↑（曲線1）；最小運(yùn)行方式，UCY↓（曲線2）特點(diǎn)：發(fā)生短路時，利用系統(tǒng)電壓劇烈下降的特征瞬時動作的保護(hù)構(gòu)成：低電壓繼電器保護(hù)范圍：最大運(yùn)行方式lmin最小運(yùn)行方式lmax—與電流速斷保護(hù)相反第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）電流閉鎖電壓速斷保護(hù)1、特點(diǎn)：電流速斷和電壓速斷互相閉鎖的一種保護(hù)2、原理接線：參考中專教材P57圖2-26（1）原理：電壓回路斷線—1KM發(fā)信號短路故障—2KM起動：QF跳閘，KS發(fā)信號（2）由原理圖如何轉(zhuǎn)換成展開圖展開圖組成：交流電流、交流電壓、直流、信號、文字說明第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3、整定原則：經(jīng)常運(yùn)行方式下，電流速斷和電壓速斷有相同保護(hù)范圍——保證有最大的保護(hù)范圍被保護(hù)線路外部短路，不動作——保證動作的選擇性IOP，UOP（1）經(jīng)常運(yùn)行方式的最大保護(hù)區(qū)為：（2）（3）4、校驗要求第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)提問：1、電壓速斷與電流速斷保護(hù)的區(qū)別。2、電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)的工作原理。3、過電流保護(hù)的動作電流、動作時限、保護(hù)范圍、靈敏度特點(diǎn)4、定時限過電流、反時限過電流保護(hù)特點(diǎn)、區(qū)別。第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§3-2輸電線路的方向電流保護(hù)

一、電流保護(hù)方向問題的提出1、問題雙電源輻射網(wǎng)（或單電源環(huán)網(wǎng)）例：P70圖3-14（1）瞬時電流速斷保護(hù)無選擇性動作（2）定時限過電流保護(hù)動作時限無法整定2、原因：保護(hù)誤動時的短路功率方向是由線路流向母線。3、解決方法：電流元件KA—起動；采用方向電流保護(hù)：功率方向元件KP—判別（正方向：母線線路），反應(yīng)短路時大小和方向的保護(hù)（其中方向為電流和電壓之間的夾角）第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、工作原理（方向過電流保護(hù)）1、動作參數(shù)的整定根據(jù)動作方向?qū)⒈Ｗo(hù)分成兩組。例：在圖3-15（P71）將1、3、5分成一組；2、4、6分成一組再分別按單側(cè)電源線路過電流保護(hù)同樣的原則整定參數(shù)，保證動作的選擇性。2、特點(diǎn)：在原有保護(hù)上增設(shè)一個功率方向判別元件反向故障時，閉鎖保護(hù)。第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3、原理接線：P72圖3-16組成：KA、KP、KT、KS等元件。原理：短路（正向）：KA、KP均動作保護(hù)動作短路（反向）：KA動作，KP不動閉鎖保護(hù)裝置4、方向元件的裝設(shè)。對于同一母線兩側(cè)的保護(hù)：動作時限長者可不裝方向元件，動作時限短和相等者必須裝方向元件。上例：保護(hù)3可不裝方向元件。5、方法：流入KP的U和相位不同。第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、功率方向繼電器KP的原理（一）作用：判斷正反方向故障。（二）要求：1、判斷方向（和之間的相位）。2、靈敏度高（動作功率?。?。3、動作時間短（三）接線：（四）原理：正方向（1）：動作反方向（2）：不動作四、電磁型功率方向繼電器。1、類型：LG—11：用于相間短路保護(hù)。LG—12：用于接地保護(hù)。第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、結(jié)構(gòu)：輸入：（5、6端子）（5、7為同極性端）（7、8端子）輸出：KP接點(diǎn)（11、12端子）電壓形成回路（電搞變換器UR，電壓變換器UV）比較回路（整流橋1U，2U）執(zhí)行元件（極化繼電器KP）3、工作原理：（1）電壓形成回路。第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

轉(zhuǎn)移阻抗角繼電器內(nèi)角（諧振電路使超前）————動作電壓————制動電壓（2）比較回路。動作即動作條件實(shí)際4、動作區(qū)圖和靈敏角。動作條件：動作區(qū)：能使KP動作的與之間的夾角第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月5、電壓死區(qū)及其消除。電壓死區(qū)：無法動作解決方法：在電壓回路采用記憶電路。（串接構(gòu)成串聯(lián)諧振記憶回路）缺點(diǎn)：記憶串聯(lián)方向限時電流速斷和過電流保護(hù)6、潛動現(xiàn)象。繼電器動作——電壓潛動繼電器動作——電流潛動原因：比較回路元件參數(shù)不對稱。正潛動：誤動負(fù)潛動：拒動或靈敏系數(shù)降低。消除：電流潛動/電壓潛動第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月五、功率方向繼電器的接線方式（一）接線方式。1、要求：（1）能正確反應(yīng)故障方向：正方向故障繼電器動作；反方向故障，繼電器不動作。（2）靈敏系數(shù)高。2、概念：三相對稱且時，超前的接線方式3、接線；P78圖3-214、特點(diǎn)：（1）接相間電壓，不對稱短路時動作靈敏。（2）可消除正向出口兩相短路的電壓死區(qū)。（3）不能消除正向出口三相短路的電壓死區(qū)。（4）接線應(yīng)注意KP電壓電流線圈極性與TA、TV極性的正確連接。第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）KP接線方式分析1、正方向三相短路。KP動作條件：（1）近處短路：繼電器拒動，電壓死壓。（2）遠(yuǎn)處短路：以A相KP為例?？偪梢月湓趧幼鲄^(qū)內(nèi)2、反方向三相短路。不變落在非動作區(qū)，不動作。思考題：已知一KP的內(nèi)角為和，用于線路角為的線路，問應(yīng)哪種內(nèi)角時，在接線下，KP可以靈敏動作。第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3、正方向兩相短路（1）近處短路（保護(hù)出口短路），P78矢量圖3-22。2、遠(yuǎn)處兩相短路小結(jié)：〈1〉適當(dāng)選擇繼電器內(nèi)角，任何相間短路，均能正確動作。動作條件：〈2〉KP靈敏動作條件：〈3〉對兩相短路均無死區(qū)，近點(diǎn)三相短路，繼電器有死區(qū)。六、非故障相電流的影響與按相起動（一）非故障相電流對保護(hù)的影響。非故障相電流：電網(wǎng)發(fā)生不對稱短路時，在非故障相中流過的電流。第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月空載：=0負(fù)載：可使KP誤動作兩相短路

1、兩相短路：K點(diǎn)AB短路。分析保護(hù)1：B，C相KP不動作；A相KP誤動作。2、單相接地短路，P79圖3—23。K點(diǎn)與間無正序和負(fù)序電流分量，只分析零序電流的影響。假設(shè)系統(tǒng)容量無限大，且忽略阻抗中的電阻。保護(hù)1：正向故障應(yīng)該動作保護(hù)2：反向故障礙不應(yīng)該動作動作分析具體見P73表及P74圖3—5（思考提問）結(jié)論：保護(hù)2可能誤動。第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月解決方法：（1）提高起動元件的動作電流，使之大于非故障相電流（負(fù)荷電流與零序電流相量和）。（2）接線采用按相起動。（二）按相起動。（三）方向過電流保護(hù)接線圖。參考中專教材P75圖3—17課堂練習(xí)：畫展開圖。七、方向電流保護(hù)的整定計算（一）方向過電流保護(hù)動作電流的整定。1、躲過被保護(hù)線路中的最大負(fù)荷電流。P70圖3—14須考慮開環(huán)時的增加。2、與相鄰線路過電流保護(hù)動作電流配合。取兩者中較大者。第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）方向過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗。方向元件：不須校驗。電流元件：與不帶方向元件的過電流保護(hù)相同。（三）方向過電流保護(hù)動作時限的整定。同一動作方向的過電流保護(hù)：按階梯原則。裝設(shè)方向元件的原則：同一母線兩側(cè)，動作時限短且相等須裝方向元件。同一母線兩側(cè)，動作時限長者不須裝方向元件。（四）保護(hù)裝置的相繼動作。相繼動作：同一條線路兩側(cè)保護(hù)按先后順序動作。相繼動作區(qū)：相繼動作的線路長度。缺點(diǎn)：加長故障切除時間。優(yōu)點(diǎn)：可提高保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)。作業(yè)：P1093-5，3—7，3—11第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§3-3輸電線路的接地故障保護(hù)一、電網(wǎng)接線方式及其保護(hù)特點(diǎn)（一）電網(wǎng)接線方式：中性點(diǎn)直接接地方式：110KV及以上——大接地電流系統(tǒng)。中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地：35KV及以下——小接地電流系統(tǒng)。（二）零序保護(hù)（接地保護(hù)）。接地故障：出現(xiàn)零序電流和零序電壓——構(gòu)成保護(hù)。優(yōu)：接線簡單，靈敏度高，動作迅速，保護(hù)區(qū)穩(wěn)定。第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）保護(hù)特點(diǎn)：大接地電流系統(tǒng)：多動作于跳閘。小接地電流系統(tǒng)：多動作于信號。列表：

電壓等接地方式保護(hù)特點(diǎn)110kV及以上中性點(diǎn)直接接地零序保護(hù)多用于跳閘3～35kV以下中性點(diǎn)不接地零序保護(hù)多用于信號

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地

第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn)。1、簡單的不接地電網(wǎng)。2、電網(wǎng)中有兩條線路的不接地電網(wǎng)。零序網(wǎng)絡(luò)忽略Z。故障線路：零序電流方向為線路流向母線。零序電流方向為母線流向線路。3、單相接地故障特點(diǎn)：（1）全系統(tǒng)均出現(xiàn)零序電壓且處處相等。（2）故障相對地電容電流為零，非故障相對地電容電流增大倍。非故障線路由本線路對地電容電流形成，且超前。母線出線故障線路第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）故障線路由全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流形成，且滯后（大小、方向、均不同）。（4）故障相對地電壓為零，其它兩相對電壓升高倍，中性點(diǎn)電壓偏移為正常對相電壓。三、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)方式1、絕緣監(jiān)視裝置。原理：單相接地時同一電壓級的全電網(wǎng)出現(xiàn)相同零序電壓。裝設(shè)：發(fā)電廠和變電站母線上。接線：P82圖3-25發(fā)信號。查找故障：P82-83適用：簡單且允許短時停電的電網(wǎng)。第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、零序電流保護(hù)。原理：故障線路零序電流大。裝設(shè)：電纜型零序電流互感器+電流繼電器。接線：參考中專教材P88圖4-10，發(fā)信號或跳閘出線回路：，保護(hù)越靈敏。3、零序功率方向保護(hù)。P83圖3-26原理：故障線路與非故障線路零序功率方向不同。發(fā)信號或跳閘。適用：零序電流保護(hù)不足或接線復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§3-4中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的接地保護(hù)一、單相接地時零序分量特點(diǎn)零序分量只在單相接地或兩相接地短路時出現(xiàn)。1、在故障點(diǎn)最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，越小。2、零序電流的分布，取決于輸電線路和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗。3、系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時，如果輸電線路和中性點(diǎn)接地變壓器數(shù)目不變，則零序阻抗和零序等效網(wǎng)絡(luò)